Általános mérnöki alapismeretek. Hőcserélő tervezése. Dr. Szilágyi József



Hasonló dokumentumok
Lemezeshőcserélő mérés

NAGYFESZÜLTSÉGŰ ALÁLLOMÁSI SZERELVÉNYEK. Csősín csatlakozó. (Kivonatos katalógus) A katalógusban nem szereplő termékigény esetén forduljon irodánkhoz.

WHT PLATE. Lemez húzóerőhöz Kétdimenziós perforált lemez horganyzott szénacélból WHT PLATE - 01 KÉT VERZIÓ INNOVATIV TANÚSÍTOTT SOKOLDALÚ FELHASZNÁLÁS

GÉPÉSZETI ALAPISMERETEK TÉMAKÖRÖK

EK FÁHOZ TŐELEM KÖ 363

DV285 lemezes hőcserélők, E típus

Ellenáramú hőcserélő

WHT XXL. Sarokvas nagy húzóerőhöz Háromdimenziós perforált lemez horganyzott szénacélból WHT XXL - 01 RENDKÍVÜLI TELJESÍTMÉNY SPECIÁLIS ACÉL

Az állítószelepek Típus 3222 együlékes átmeneti szelepből és erőzáró villamos állítóműből vagy pneumatikus állítóműből állnak.

Belső energia, hőmennyiség, munka Hőtan főtételei

Vasbeton tartók méretezése hajlításra

Nyomástartóedény-gépész Kőolaj- és vegyipari géprendszer üzemeltetője

1.10 VL. Négyszög légcsatorna. Légcsatorna rendszerek. Alkalmazás: A VL típusjelû, négyszög keresztmetszetû

Típussorozat 3331 Pneumatikus szabályozócsappantyú Típus 3331/3278 Szabályozócsappantyú Típus 3331

Nyomástartóedény-gépész Kőolaj- és vegyipari géprendszer üzemeltetője

Nyomáscsökkentő szabályozók (PN 25) AVD - vízhez AVDS - gőzhöz

Hõmérséklet-érzékelõk Áttekintés

Nyomáskapcsolók Áttekintés

Danfoss Hőcserélők és Gömbcsapok

A= a keresztmetszeti felület cm 2 ɣ = biztonsági tényező

Légáram utófűtéshez kör keresztmetszetű légcsa tornákban

Nyomástartóedény-gépész Kőolaj- és vegyipari géprendszer üzemeltetője

Használható segédeszköz: rajzeszközök, nem programozható számológép

Kézi présszerszámok Clesti mecanici

T 8331 HU, T HU, T 5857 HU, T 5824 HU, T 5840 HU

Egy részecske mozgási energiája: v 2 3 = k T, ahol T a gáz hőmérséklete Kelvinben 2 2 (k = 1, J/K Boltzmann-állandó) Tehát a gáz hőmérséklete

Pneumatikus szabályozócsappantyú Típus 3335/3278 Pneumatikus szabályozócsappantyú Típus Bélelt szabályozócsappantyú Típus 3335

Szilárd testek rugalmassága

!MICHAEL KFT Csavar és kötőelem szaküzlet '1103 Budapest Gyömrői út 150 Telfon:0611/ Fax:06/1/

Gépelemek-géptan, Osztályozó vizsga témakörök, az Autószerelő évi kerettanterve alapján. 10. évfolyam

A réz és ötvözetei jelölése

DR16 EVS. Motoros pillangó szelep ENGINEERING ADVANTAGE

ALUMINI. Rejtett profil nem perforált Háromdimenziós perforált lemez alumínium ötvözetből ALUMINI - 01 CSOMAGOLÁS ACÉL - ALLUMINIUM VÉKONY SZERKEZET

Fali indukciós befúvó DISA-W

TTV típusú pillangószelepek

MENETFÚRÓ HASZNOS TÁBLÁZATOK (SEBESSÉG, ELŐFÚRÓ, STB.)

VVER-440 (V213) reaktor (főberendezések és legfontosabb üzemi jellemzők)

WHT. Sarokvas húzóerőhöz Háromdimenziós perforált lemez horganyzott szénacélból WHT - 01 TELJES PALETTA SPECIÁLIS ACÉL NAGYOBB FURATOK

3. feladat Géprajz-Gépelemek (GEGET224B) c. tárgyból a Műszaki Anyagtudományi Kar, nappali tagozatos hallgatói számára

Helyszínen épített vegyes-tüzelésű kályhák méretezése Tartalomjegyzék

V5100 Elzáró szelep BRONZ FERDEÜLÉSŰ ELZÁRÓSZELEP

TU 7 NYOMÁSSZABÁLYZÓ ÁLLOMÁSOK ROBBANÁSVESZÉLYES TÉRSÉGÉNEK MEGHATÁROZÁSA ÉS BESOROLÁSA AZ MSZ EN :2003 SZABVÁNY SZERINT.

Készülék beszabályozó és szabályozó szelep ON/OFF szabályozásra

Típussorozat 240 Villamos állítószelep Típus Átmeneti szelep Típus 241 Villamos állítószelep Típus Háromjáratú szelep Típus 3244

Segédlet a gördülőcsapágyak számításához

ÖSSZEFOGLALÁS HŐTANI FOLYAMATOK

HELYI TANTERV. Gépelemek-géptan

Frissítve: Csavarás. 1. példa: Az 5 gyakorlat 1. példájához hasonló feladat.

Lemezes hőcserélő XGF , -035, -050, -066

Hatlapfejű metrikus csavarok, DIN 933


MEFA-Csúszóelemek. Csúszóelemek. Tel Fax /1. Rozsdamentes csúszóelemek lásd 13 fejezet

INFRA HŐMÉRŐ (PIROMÉTER) AX Használati útmutató

Nyomáscsökkentő szabályozó AVA (PN 25)

Adatlap. Leírás. RAVK ºC RAV-/8, VMT-/8, VMA egyutú, valamint KOVM háromjáratú szeleppel alkalmazható.

tápvezetékre jellemző, hogy csak a vezeték végén van terhelés, ahogy az 1. ábra mutatja.

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 6.

MŰSZAKI HŐTAN II. Hőátvitel és hőcserélők. Kovács Viktória Barbara Hőátvitel és Hőcserélők 2014 Műszaki Hőtan II. (BMEGEENAEHK) K

Kombinált lezárás PROMASTOP -VEN habarccsal

KKT Kültéri csavar kúpos fejjel Szénacél szerves bevonattal és A4 inoxacél verziók

Segédlet az ADCA szabályzó szelepekhez

AVK EGYOLDALON FESZÍTETT JAVÍTÓIDOM, C TÍPUS 729/C

2CP. Kétlépcsős, centrifugális, elektromos szivattyú ÜZEMBE HELYEZÉS ÉS HASZNÁLAT TELJESÍTMÉNYTARTOMÁNY HASZNÁLATI KORLÁTOK MEGRENDELHETŐ VÁLTOZATOK

AZONOSSÁGI NYILATKOZAT WE nr 24/R 1/01/2014

Típussorozat 240 Pneumatikus állítószelep Típus és Típus Membránszelep Típus 3345

Ülékes szelepek (PN 6) VL 2 2-utú szelep, karima VL 3 3-utú szelep, karima

Rotonivo. RN 3000 RN 4000 RN 6000 Sorozat. Használati útmutató

Méret- és súlytáblázat

2. mérés Áramlási veszteségek mérése

Nyomáskülönbség a szelepen (ΔpV): Max. nyomáskülönbség a szelepen (ΔpV max

Huszár Tibor: Gázszerelés rézcsôvel Lektorálta: Sáfár Gyula Hungarian Copper Promotion Centre, átdolgozott kiadás 2001

4. feladat Géprajz-Gépelemek (GEGET224B) c. tárgyból a Műszaki Anyagtudományi Kar, nappali tagozatos hallgatói számára

p lbs kg 2015/11/26 FF 100 kg. FF-OSE 1,97" vastagság konzol külső kötéllel csatlakoztatásához.

STAF, STAF-SG. Beszabályozó szelepek DN , PN 16 és PN 25

Termodinamika (Hőtan)

Vibranivo VN VN 2000 VN 5000 VN 6000 Sorozat. Használati útmutató

PK Elektromos szivattyú perifériális járókerékkel

Szabad tengelyvéges centrifugál szivattyúk EN 733 szabvány szerint

Többjáratú hőcserélő 3

Elektromos szivattyúk centrifugális járókerékkel

ÉLELMISZERIPARI GÉPÉSZTECHNIKAI ISMERETEK ÁGAZATON BELÜLI SPECIALIZÁCIÓ SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA I. RÉSZLETES ÉRETTSÉGI VIZSGAKÖVETELMÉNYEK

Fa- és Acélszerkezetek I. 1. Előadás Bevezetés. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

Golyós hüvely Raktári program

Fixpontok és csúszómegfogások

Általános csőszerelési előkészítő és kiegészítő feladatok-ii.

Lindab polikarbonát bevilágítócsík Műszaki adatlap

TŰZOLTÓ TECHNIKAI ESZKÖZÖK, FELSZERELÉSEK IV. FEJEZET TŰZOLTÓ KAPCSOK 1

2. Laboratóriumi gyakorlat A TERMISZTOR. 1. A gyakorlat célja. 2. Elméleti bevezető

ART CV 710/711 ciklikus szelepek

Nem vas fémek és ötvözetek

Komplett termékprogram

Használati útmutató 1 SKF LAHD

Lemezes hőcserélő XGM050

Weldi-Plas termékcsalád - Plazmavágók

HRE 3, HRE 4 típusú keverőcsapok

Csővezeték-technika acél

Rozsdamentes acél kuplungok, kötőidomok és peremek

CA légrétegződést gátló ventilátorok

2CP. Kétlépcsős, centrifugális, elektromos szivattyú TELJESÍTMÉNYTARTOMÁNY ÜZEMBEHELYEZÉS ÉS HASZNÁLAT HASZNÁLATI KORLÁTOK MEGRENDELHETŐ VÁLTOZATOK

Pattex CF 850. Műszaki tájékoztató

Átírás:

Általános mérnöki alapismeretek Hőcserélő tervezése Dr. Szilágyi József 1

Tartalomjegyzék 1. Általánosságok 3 2. A tervezés kezdeti adatai 4 3. A terv elkészítésének lépései 5 3.1. Számítások 5 3.2. Rajzok 5 4. Számítási elemek 6 4.1 A hőcserélő hőszámítása 6 4.2 A hőcserélő szerkezeti számításai 10 4.3. A csőrendszer igénybevétele 12 4.3.1 A munkanyomásból adódó tengelymenti (axiális) igénybevétel 12 4.3.2. Hő okozta tengelymenti (axiális) igénybevételek 12 4.4 Az alaplemezek számítása 13 Szakirodalom 14 Fémipari szabvány gyűjtemény 15 2

1. Általánosságok Egy hőcserélő berendezés elvi felépítését az 1.1 ábra szemlélteti: 1.1 ábra: a hőcserélő berendezés elemei 1- köpeny, 2- a köpeny fedele, 3-a hőcserélő gyűjtőkamrájának lefogató karimája, 4- a köpeny fedelének lefogató karimája, 5- a köpeny csatlakozója, 6- gyűjtőkamra, 7- a gyűjtőkamra fedele, 8- a gyűjtőkamra csatlakozója, 9- terelők 10- választófal, 11- szellőzőnyílás, 12- ürítő nyílás, 13- csatlakozó mérőműszereknek, 14- tartó, 15- csövek, 16-anyacsavar, 17- csavar. 3

A bemutatott hőcserélő a rögzített csöves hőcserélők csoportjába tartozik. A rögzített csövek közös testet képeznek a lefogató karimákkal és a fedéllel. Ennek a hőcserélő típusnak a legegyszerűbb a kivitelezése, ami azt jelenti, hogy egyben a legolcsóbb is. Mindkét folyadék számára biztosított a nagyon jó szigetelés. Az esetleges szivárgások az üzemelés időtartama alatt a nem megfelelő szigetelésnek tudható be a csövek és az alaplemezek között, illetve az esetleges csőátfúródásoknak. A berendezés hátránya a magas hőfeszültségek, amelyek a csövek és az alaplemezek illesztési helyén jelentkeznek. Problémát jelent az is, hogy nem lehetséges a csövek külső felületének mechanikai tisztítása. Emiatt, a berendezés csak tiszta folyadékok esetében alkalmazható, illetve olyan folyadékok esetében, amelyeknél a csöveket vegyi úton lehet tisztítani. A csöves, köpenyes hőcserélők terelőkkel vannak ellátva a csövek közötti térben, ami egyenletessé teszi a folyadék közlekedését a köpenyben, meggátolja a folyadék stagnálását egyes helyeken, egyenletessé teszi e hőcserét, merevíti és fenntartja a csőrendszert. A két terelő közti távolságot a (0,2...1) D k határok között választják, míg az eltávolítandó szakasz nagysága: a (0,2...0,5) D k, ahol D k a köpeny külső átmérője. A hőcserélőt különböző folyadékok fűtésére vagy hűtésére, illetve ezek párologtatására, vagy kondenzálására használják. 2. A tervezés kezdeti adatai 1. A hőcserélő szerepének meghatározása, használt folyadékok 2. A nyomások nagysága (p k - a köpenyben és p cs - a csőrendszerben.) 3. A hőcserélő hőtani megtervezése 4. Anyagmegválasztás (köpeny, csövek, lemezek és tömítéseik, csavarok és csavaranyák) A fő ismeretlen a hőcserélők hőtervezésében a hőcserélő felülete, másodlagos ismeretlenek a hőmérsékletek vagy a hozam, amint az a 1.2 táblázatból l is kitűnik. Tervezési probléma A közeg tömeghozama kg o C A közeg hőmérséklete Meleg Hideg Meleg Hideg Bemenet Kimenet Bemenet Kimenet G 1 G 2 t 1 t 1 t 1 t 1 1. KA KA KA KA KA I 2. KA KA KA KA I KA 3. KA KA KA I KA KA 4. KA KA I KA KA KA 5. KA I KA KA KA KA 6. I KA KA KA KA KA 4

1.2 táblázat: a számítások adatai és ismeretlenjei 3. A terv elkészítésének lépései a. Számítások a.1 A terv feladatának meghatározása. A hőcserélő hőtani számításai, A fő és másodlagos ismeretlenek meghatározása a.2 A hőcserélő határméreteinek meghatározása, a csövek, csatlakozok, a szellőzőés ürítőnyílások, a mérőműszerek csatlakozóinak meghatározása a.3 A hő- és mechanikai igénybevételek meghatározása a.4 A hegesztések tervezése a.5 A lemezek megtervezése a.6 A csavarok, illetve anyacsavarok tervezése a.7 A felépítés megtervezése b. Rajzok b.1 Szerelési rajz b.2 A lemez kivitelezési rajza b.3 A köpenycsatlakozó kivitelezési rajza c. Ellenőrzési szakasz d. A terv megvédése, elemzés, kiértékelés. 4. Számítási elemek 4.2 A hőcserélő hőszámítása A hőszámítás a következő egyenleteken alapszik: - a hőmérleg egyenlete Q 1 = Q 2 + Q v = Q 2 / η [1.1] - a hőközlés egyenlete Q = K S x S x t med [1.2] ahol: - Q 1 : a meleg közeg által leadott hőmennyiség W-ban. - Q 2 : a hideg közeg által felvett hőmennyiség W-ban - η : a hőcserélő hatásfoka η = 80... 95 % - Q: a hőcserélő hőkapacitása W-ban - S: a hőcserélési felület m 2 -ben 5

- K S : globális hőcserélési együttható, feltételezésünk szerint állandó a hőcserélő egész magasságában. Mértékegysége [ W / m 2, o C], - t med = t 2 t 1 a két közeg átlaghőmérsékletének különbsége o C-ben. A berendezésben a hőfluxusokat a következő képlet segítségével lehet meghatározni Q 1 = G 1 c 1 (t 1 t 2) Q 2 = G 2 c 2 (t 2 t 1) [1.3] [1.4] ahol: G 1, G 2 a hideg, illetve meleg közeg tömeghozama kg / s-ben. c 1, c 2 a meleg, illetve hideg közeg állandó nyomáson mért fajhője. J / kg. o C-ban t 1, t 2 - a hideg közeg be- és kilépési hőmérséklete a készülékbe o C-ban A közepes hőmérséklet különbséget ( t köz ) általában a következő képlet segítségével lehet meghatározni: t köz.ea = ( t max t min ) / ln ( t max / t min ) [1.5] ahol: t max és t min a maximális, illetve a minimális közeg hőmérséklet különbséget jelenti a készülékbe való ki-, illetve belépéskor. A képlet abban az esetben érvényes, ha a közeg áramlása párhuzamos, egyenáramú, vagy ellenáramú. Bonyolultabb, a párhuzamos áramlástól eltérő áramlású berendezések esetében, az átlaghőmérséklet különbség meghatározása az F korrekciós tényező segítségével történik. t köz = F x t köz.ea [1.6] Az F korrekciós tényező az áramlás módjától, illetve a P és R paraméterek értékétől függ. Az R és P értékét a következő képletek segítségével lehet meghatározni: P = ( t 2 t 2 ) / ( t 1 t 2 ), R = ( t 1 t 1 ) / ( t 2 t 2 ) Az F P és R értékek függőségi viszonyát az 1. 3 táblázat szemlélteti: [1.7] 6

F 1.3 ábra. f meghatározása R és P függvényében A két közeg t 1 és t 2 átlaghőmérsékletének meghatározásakor nem vesszük figyelembe az áramlás milyenségét. A meghatározáshoz a következő megközelítő összefüggések használatosak: - ha t 1 t 1 melegedése) < t 2 t 2 ( a meleg közeg hűlése kisebb, mint a hideg közeg t 1 = (t 1 + t 1 ) / 2, és t 2 = t 1 - t köz [1.8] - ha t 1 t 1 melegedése) : > t 2 t 2 ( a meleg közeg hűlése nagyobb, mint a hideg közeg t 2 = (t 2 + t 2 ) / 2, és t 1 = t 2 - t köz [1.9] A tervezési számításokban általában a fő ismeretlen a hőcserélési felület (S), a mellékismeretlen egy hőmérséklet, vagy egy hozam (1.2 (táblázat) A globális hőcserélési együttható értékeit a következő táblázat adja meg: 7

Meleg fluidum Hideg fluidum K s ( W / m 2. o C ) 1 2 3 Szerves oldószerek Gázok Könnyű olajok Nehéz olajok Szerves oldószerek Szerves oldószerek Gázok Szerves oldószerek Nehéz olajok Gőz Gőz Gőz Gőz Gőz Égési gázok Gőz Gőz Gőz Gőz Gőz Szerves oldószerek Gőz (nyomás alatt) Gőz (légüres térben) Szerves oldószerek légköri nyomáson Aromás szénhidrogének légköri nyomáson, éghetetlen gázokkal Halmazállapot változás nélküli berendezések Könnyű olajok Sóoldat Sóoldat Sóoldat Szerves oldószerek Nehéz olajok Melegítő berendezések 850 1700 300 850 15 300 350 900 55 100 100 400 550 1150 170 500 15 300 100 350 45 3000 1400 4250 Könnyű olajok 300 850 Nehéz olajok 60 450 Szerves oldószerek 550 1150 Gázok Aromás szénhidrogének és 30 300 gőz 25 90 Párologtató berendezések Szerves oldószerek Könnyű olajok Könnyű olajok légüres térben Hűtő keverék Hűtő keverék Kondenzáló berendezések 2000 4250 550 1150 450 1050 150 425 425 850 170 600 2000 4250 1700 3400 550 1150 25 170 1.4 ábra: a globális együttható értékei A hőcserélő termikus számításait a következő algoritmus szerint lehet végezni: 8

S. Sz Kezdeti adatok 1. G 1. G 2, t 1, t 2 t 2, c 1, c 2 2. G 1. G 2, t 1, t 1 t 2, c 1, c 2 3. G 1. G 2, t 1, t 2 t 2, c 1, c 2 4. G 1. G 2, t 1, t 2 t 2, c 1, c 2 5. G 1., t 1, t 1 t 2, t 2 c 1, c 2 6. G 2., t 1, t 1 t 2, t 2 c 1, c 2 Számítási algoritmus t 2 [ 1.1 ] t köz.ea [1.5] F[1.3 ábra] t köz. [1.6] t t 1, t 2 [1.8-1.9] k s [1.4 ábra] S[1.2] t 2 [1.1 ] t köz.ea [1.5 ] F [1.3 ábra ] t köz [1.6] t 1, t 2 [1.8-1.9] k s [1.4 ábra] S[1.2] t 1 [ 1.1] t köz.ea [1.5] F [1.3 ábra ] t köz [1.6] t 1, t 2 [1.8-1.9] k s [1.4 ábra] S[1.2] t 2 [1.1] t köz.ea [1.5] F [1.3 ábra] t köz [1.6] t 1, t 2 [1.8-1.9] k s [1.4 ábra] S[1.2] G 1 [1.1] t köz.ea [1.5 ] F [1.3 ábra] t köz [1.6] t 1, t 2 [1.8-1.9] k s [1.4 ábra] S[1.2] G 2 [1.1] t köz.ea [1.5] F [13 ábra] t köz [1.6] t 1, t 2 [1.8-1.9] k s [1.4 ábra] S[1.2] 1.5 táblázat: a termikus számítások algoritmusa A használtabb közegek fizikai állandóinak értékeit a következő táblázat ismerteti: Jellemző/m.e. ρ folyadék t olvadás t forrás C folyadék λ párolgási Anyag kg / m 3 o C o C J / kg. o C kj / kg Aceton 790-95 56,5 2180 521 Ecetsav 1050 16,7 118 2600 405 Etilalkohol 790-117 78,5 2510 855 Metilalkohol 790-93,9 64,6 2390 1102 1000 0 100 4186.8 2260 Anilin 1020-6,2 184 2160 459 Benzén 880 5,5 80,1 1720 394 Pentán 630-130 36,1 2135-1.6 táblázat: a fizikai állandók értékei 4.2 A hőcserélő szerkezeti számításai A számítások célja a hőcserélő méreteinek, illetve különböző elemeinek a meghatározása, úgy hogy a berendezés megfeleljen a kitűzött célnak. A felépítéshez szükséges kezdeti adatokat a termikus számítások segítségével határoztuk meg. Ismerve a teljes hőcserélési felületet, meghatározható a csövek összhossza: l cs = S / π d b [1.10] A képletben d b a csövek belső átmérője. Ez az érték általában 21, 33 vagy 50 mm. 9

Az alaplemezre a csövek elhelyezése általában hatszög, vagy négyzet alakzatban történik. A hatszögű elhelyezést egyenlő oldalú háromszög formában történő elhelyezésnek is tekinthetjük. Elfogadva a csövek átmérőjét, vastagságukat (általában 2...2,5 mm) a két cső közötti t léptéket t 1,2 d b + 2 mm és elfogadva az 1.7 ábra jelöléseit, meghatározhatjuk a hőcserélő méreteit: 1.7 ábra: a csövek elhelyezése az alaplemezen A csövek számát a D / t arány függvényében az 1.8 táblázat segítségével határozzák meg. D / t Csőszám z D / t Csőszám z D / t Csőszám z D / t Csőszám z 2 7 12 127 22 439 32 931 4 19 14 187 24 517 34 1045 6 37 16 211 26 613 36 1165 8 61 18 251 28 721 38 1306 10 91 20 307 30 823 40 1459 1.8 táblázat: a csövek számának meghatározása A hőcserélő belső átmérőjének (D b ) a meghatározásához a következő képlet használatos: 10

D b = D + d k + 2 u [1.11] ahol: u 6 mm. hossza: l 0 Ha a szükséges csőhossz l t, és z a szükséges csövek száma, akkor egy csőnek a l 0 = l t / z [1.12] Le kell ellenőrizni a következő arányt: l 0 / D b 6 [1.13] Amennyiben a fenti feltétel nincs teljesítve, akkor az 1.6 táblázatból a következő D / t aránynak megfelelő z értékkel számolunk. Megjegyzés: mindig a legkisebb értékkel kezdjük a számítást, és így haladunk a nagyobb értékek (D / t arányok felé). 4.3. A csőrendszer igénybevétele 4.3.1 A munkanyomásból adódó tengelymenti (axiális) igénybevétel Ezt az igénybevételt a következő kifejezés segítségével határozzuk meg: F t =π (D b 2 z. D k 2 ) p k /4 - π (D b 2 z. D k 2 ) p cs /4 [11.4] A képletben a p k és p cs a köpenyben illetve a csövekben a nyomás míg z a csövek száma. A köpeny, illetve a csövek által átvett F k és F cs erők meghatározására a következő képletek használatosak: F k = F t. c k / (c k + c cs ) és F cs = F t. c cs / (c k + c cs ) [1.15] Ahol c k és c cs a köpeny illetve a csövek rigidítása, amelyek meghatározására a következő képletek használatosak: c k =A k. E k / l 0 és c cs =A cs. E cs / l 0 [1.16] 11

Ahol A k és A cs a köpeny illetve a cső keresztmetszete, amelyek a következő képen határozhatók meg: A k = π (D k 2 D b 2 ) / 4 és A cs = π.z (d k 2 d b 2 ) / 4 [1.17] Az E k és E cs a köpeny illetve a cső anyagának rugalmassági együtthatója. Értékeik: E k = 10 5 MPa E cs = 2,1. 10 5 MPa Ha az F t értéke pozitív, akkor F k és F cs húzóerők, ellenkező esetben nyomóerők. 4.3.2. Hő okozta tengelymenti (axiális) igénybevételek Az előbbiekben meghatározásra kerültek a meleg, illetve hideg közeg t 1 és t 2 átlaghőmérsékletei. Ezek lényegében a köpeny illetve a cső t k és t cs hőmérsékletei. Attól függően, hogy a meleg illetve a hideg közeg hol áramlik ( hűtés vagy fűtés a cél) Jelöljük t 0 -val a szerelési hőmérsékletet, ami általában a környezeti hőmérséklet. Akkor a köpeny hőokozta alakváltozását l t /k illetve a csövek hőokozta változását l t /cs a következő kifejezések segítségével határozhatjuk meg: l t /k = l 0. a k (t k t 0 ) l t /cs = l 0. a cs (t cs t 0 ) [1.18] Az a k és a cs a köpeny illetve a cső anyagának hőkitágulási együtthatója. a k = 0,167. 10-4 o C -1 a cs = 0,123. 10-4 o C -1 Ha: l t /k > l t /cs [1.19] A csövek húzásra, a köpeny nyomásra van igénybe véve. Ellenkező esetben a feszültségek megcserélődnek. Ha a hőokozta erőt F 2 -vel jelöljük, akkor meghatározásához a következő kifejezés használható: F 2 = [ a k (t k t 0 ) - (t cs t 0 ) ] / { [ 1 / [π (D b 2 z. D k 2 ) E k /4 ]+ [π.z (d k 2 d b 2 ) E cs /4 ]} 12

[1.20] Ha F 2 > 0, a csövek nyújtásra, a köpeny összenyomásra van igénybevéve. Tekintsük a következő egyezményes jeleket: húzás + és összenyomás -. Az előbbiek figyelembe vételével meghatározzuk a köpenyt igénybevevő összerőt: F k Σ = F m + F 2 [1.21] Az egy csövet igénybevevő összerő: F k Σ = (F cs + F 2 ) / z [1.22] Σ Σ Az F k és F k húzásra és kihajlásra. értékek segítségével ellenőrizzük a köpenyt illetve a csöveket 4.4 Az alaplemezek számítása Az alaplemezek vastagságát a következő képlet segítségével határozzák meg: h = 0,5. D k. C 1. p / τ meg.h [1.23] ahol: p = p k p cs - nyomáskülönbség τ meg.h - megengedett húzófeszültség C 1 - együttható, mely figyelembe veszi az összeszerelt elemek merevségét. A C 1 meghatározása a C 2 érték segítségével történik, amelyet a következő kifejezés segítségével határozhatunk meg: C 2 = E k.s k. D b / E cs.s cs. d b [1.24] Ahol: s k és s cs a köpeny illetve a cső falvastagsága. A fenti érték segítségével meghatározzuk a C 1 -et. - ha p k > p cs : C 1 = ( 2 + C 2 ) / (2 + 3 C 2 ) [1.25] 13

- ha p k < p cs : C 1 = C 2 / (2 + 3 C 2 ) [1.26] Szakirodalom 1. Szilágyi József: Általános mérnöki ismeretek. Jegyzet 2. Flavian Farcaş: 2004, Proiectarea mecanică a utilajului chimic, Tehnopress Iaşi, 3. Colecţia de Standarde 14

Fémipari szabvány gyűjtemény SR ISO 10564-95: A forrasztásos kötéshez használt anyagok SR EN 26520-94: A hegesztett kötések hibái SR EN 29692-94: A hegesztett kötések hegesztési rései STAS 893-89: Acélok STAS 500/1-89 és STAS 500/2-90: Szerkezeti szénacélok STAS 1004-81: Párhuzamos ékekkel létesített kötések STAS 1006-90: Párhuzamos ékekkel, és rögzítő furatokkal létesített kötések STAS 1010-80: Harántirányú ékekkel képzett kötések STAS 1012-77 : Ferde ékekkel képzett kötés STAS1769-86: Bordáskötések SR ISO 273:1994, STAS 7828-78 és STAS 5196-80: Csavarkötések STAS 795-92 Rugók STAS 78-90: Hajtó és hajtott tengelyek STAS 1456-75: Csapágyanyagok SR ISO 281:1994: A csapágyak számításai STAS 5982-79: csőperemes, csőkarikás tengelykapcsoló STAS 5982/2-80 Csapszeges tengelykapcsolók STAS 5982/3-80: Dörzskorongos tengelykapcsoló STAS 1164/1-83 és STAS 1164/1-91: Szíjhajtások SR ISO 606:200, SR ISO 4347:200 :Lánchajtások STAS 13024-91, Csigahajtások STAS 2231-80 és STAS 2401-80: Szerelvények STAS 796-89, STAS 797-80, STAS 801-80, STAS 802-870 és STAS 3165-80: A szegecsek ábrázolása és méretezése STAS 5200/3-91 és STAS 5200/4-91: Az A és B típusú alátétek jelölése és méretezése SR 7766-2: 1994: Rugalmas alátétek, Grower alátétek, STAS 2241/1-82: A típusú biztonsági alátétek STAS 1012-77: korong alátétek STAS 1004-81: Párhuzamos ékek STAS 1007-81: Orros, és A, B és C típusú ferde ékek STAS 1004-81 A és B típusú párhuzamos ékek STAS 1006-90: rögzítő furatos párhuzamos ékek STAS 6162-77: Hornyos tengelyek ábrázolása és méretezése STAS 4272-89: A hexagon fejű csavarok ábrázolása és méretezése STAS 9551-80: Ászokcsavarok ábrázolása és méretezése STAS 922-89: Hexagon fejű csavaranyák ábrázolása és méretezése STAS 734-82: A fogaskerekek ábrázolási szabályai STAS 5013/1 /-82: A fogazat elemeinek jelölése a kivitelezési rajzon STAS 5996-80: A kúpos fogaskerekek fogazatelemeinek jelölése a kivitelezési rajzon 15

STAS 1162-84: A trapéz ékszíjak kerekeinek méretei STAS 7086-87: Tengely kapcsolók, osztályozás és terminológia STAS 5982-84: A rugalmas csapszeges tengelykapcsolók ábrázolása STAS 735-87: A hegesztések ábrázolása és méretezése STAS 1535-79: A ragasztásos kötések egyezményes ábrázolása és méretezése SR 915-1:1994: Hajtóművek. Jelülések SR 3923: 1993: Szárnyas anyacsavarok STAS 9770-90: Lesarkított hegyű menetes zárszeg STAS 1679-88: Csapágyak, jelölés STAS 915/2-81: Hajtóművek STAS 530-87: Húzott, vagy hidegen hengerelt hegesztés nélküli csövek STAS 2099-89: A csővezetékek névleged átmérőjének a megválasztása STAS 6134: Egy berendezés nyomvonalának ábrázolása 16

A gépgyártásban használatos acélmárkák fizikai és vegyi jellemzői Caracteristicile fizico-chimice ale unor materiale de uz general folosite în construcţia de maşini şi echipamente 1. Szerkezeti acélok Nr. cri. Marca de oţel tipizată. Principalele domenii de utilizare Standardul sau norma care stabileşte condiţiile tehnice de calitate 1 2 3 1 2. 3. OL 32 OL 34 OL 37 1. Oteluri pentru structuri metalice şi construcţii Elemente de construcţii metalice şi mecanice de uz general supuse la solicitări moderate: -suport şi rame, carcase şi capace, elemente de rigidizare, tiranei ş.a. -ţevi sudate pentru instalaţii şi construcţii metalice -material de adaos pentru sudarea otelurilor carbon Elemente de structuri portante de maşini agricole, tiranţi, suporţi, cliicheţi, organe de asamblare, lanţuri ş.a. Elemente portante pentru construcţii metalice sudate sau îmbinate prin alte procedee, ca: ferme, poduri de şosea şi cale ferată, rezervoare, stilpi, batiuri sudate ş.a. Recipienţi şi aparate sub presiune ce lucrează la temperaturi scăzute Elemente şi structuri din beton armat şi beton precomprimat Elemente pentru construcţii de poduri de şosea şi cale ferată cu deschidere mare Lanţuri navale Ţevi sudate pentru instalaţii şi construcţii metalice, profile.formate la rece STAS 500/1,2-88 OL 32 STAS 9724-86 STAS 1126-86 STAS 500/1,2-88 STAS 500/1,2-86 STAS 2883/2-86 STAS 438/1-86 STAS 11503-86 STAS 10607-86 17

/., '. - ' 2. Minőségi szénacélok 1 2 3 2. Oţeluri pentru construcţii mecanice 15 V Bandaje pentru roţi de vagoane, loco- STAS 112/1-86 motive ca abur şi locomotive Diesel V, L, LV, LD 16 OL 42 Organe de maşini supuse Ia solicitări moderate, ca : biele, manivele, axe şi arbori, roţi dinţate, piese canelate şi filetate ş.a. STAS 500/1,2-86 Recipienţi şi aparate sub presiune care lucrează la temperaturi relativ ridicate STAS 2883/3-88 17 OL 50 Elemente de eonştrucţii mecanice su-.. puse la solicitări mecanice ridicate ca : bare de tracţiune, arbori drepţi şi cotiţi arbori pentru pompe şi turbine ş.a. STAS 500/1,2-86 18 OL 60 Elemente de construcţii mecanice supuse unor solicitări mecanice ridicate ca : arbori drepţi şi cotiţi, scule, roţi dinţate STAS 500/1,2-86 19 OL 70 Organe de maşini supuse la uzură ca : arbori canelaţi, pene,.cuplaje, roţi dinţate, melci pentru transport ş.a STAS 500/1,2-86 Construcţii căi ferate şi bandaje pentru roţi, de tramvaie STAS 1900-86 Elemente şi structuri din beton armat şi beton precomprimat STAS 43S/1-86 20 OLC 10 Piese carburate ca : şaibe, clicheţi^furcl).. tije, pene de ghidare, culbutoare cu su- STAS 880-86 pape, discuri, eclise, bucşe şi role ş.a. STAS 7450-86 cuzineţi auto STAS 880-86 STAS 7450-86 Ţevi sudate longitudinal pentru axe car- STR danice de autocamioane OLC-TC 21 OLC 15 Piese carburate ca : bolţuri, şuruburi de STAS 880-86 mişcare, piuliţe, pârghii ş.a. STAS 7450-86 22 OLC 20 Piese carburate ca: bolţuri, şaibe, STAS 880-86 bucşe, flanşe STAS 7450-86 Organe de asamblare extrudate pentru STR industria de autovehicule N 18 Organe de asamblare pentru industria STAS 0382/l-86 de autovehicule OLC 22 B 23 OLC 25 Piese tratate termic ca: axe, buloane, STAS 880-86 manşoane, arbori, şuruburi, flanşe ş.a..stas 7450-86 24 OLC 35 Piese tratate termic mediu solicitate ca: arboj-i cotiţi de dimensiuni mici, biele, butuci sudaţi pentru roţi, cilindri STAS 880-86 de prese, bandaje ş.a STAS 7450-86 Organe de maşini pentru autoturisme STR OLC 32. 18

3. Ötvözött Szerkezeti aéclok 1 2 3 139 20 Cr 130 Piese pentru cazane de aburi industri ale, piese supuse unor presiuni mijlocii în medii slab agresive ca soluţii apoase de săruri ale acizilor organici şi acid azotic STAS 3583-8». 140 20 MoCr 130 Organe de asamblare şi piese solicitate la temperaturi ridicate (453-6WG) în industria-energetică, chimică şi petrolieră STAS 3583-86 141 30 Cr 130 Scule de tăiere, instrumente muzicale, articole de menaj STAS 3583-86 142 40 Gr 130 Lame pentru cuţite, scule de tăiere şi instrumente chirurgicale, articole de menaj STAS 3583-86 143 Cr 170 Tacâmuri, vase şi articole de menaj, piese de utilaje tehnologice care lucrează în medii cu agresivitate moderată (industria alimentară), schimbătoare de căldură pentru gaze nitroase şi acid azotic, cald, rezervoare pentru acizi Sudarea oţelurilor" inoxidabile STAS 1126-86 144 22 NîCr 170 Elementele utilaje tehnologice puternic solicitate în medii agresive şi temperaturi ridicate, precum Şi piese de uzură în medii corosive în industria chimică STAS 3583-86, 145 2 NîCr 185 Elemente de utilaje tehnologice care lucrează la temperaturi ridicate şi/sau medii puternic corosive STAS 3583-88 146 7 AlNiCr 170 Elemente elastice care lucrează In, medii corosive : industria alimentară, chimică STR etc. 7 AlNiCr 170 Elemente pentru frânele progresive, ac- STK cesorii în industria uşoară etc. 12 NiCr 170 (W 1.4310) 147 2 MoNiCr 175 Elemente componente de utilaje tehnologice care lucrează în medii puternic corosive, la solicitări'şi temperaturi ridicate tii industria-chimică (instalaţii uree), industria uşoară, fabricarea celulozei - STAS 3583-86 148 10 TiNiCr 180 Piese şi elemente componente de utilaje tehnologice pentru industria chimică, metalurgică, de materiale de construcţii, care lucrează la temperaturi de 550 675 C sau în medii puternic corosive STAS 8583-86 Elemente de cuptoare şi instalaţii tehnologice care lucrează la temperaturi între 600...800 C în condiţii de fluaj STAS 11523-86 149 5 NiCr 180 Elemente şi piese pentru utilaje şi insta- 150 (10 NiCr 180) laţii tehnologice care lucrează în medii 151 corosive STAS 3583-86 12 NiMnCr 180 Oţel inoxidabil' economic, parţial inlocuitor al oţelului austenitic de tip 18 8 \n industria' chimică şi în criogenie STAS 3583-86 19

4. Ötvözött szerszámacélok 20 0 20 Rp 2 Rp 3 Rp5 1 2 3 Fabricarea de scule de aşchietoare la STAS 7382/86STAS viteze foarte mari pentru materiale STAS 7382-86 foarte dure Fabricarea de scule de STAS 73826 STR aşchiere cu viteze mari pentru Rp 5-1 materiale cu duritate ridicată Scule de aşchiere pentru materiale cu duritate ridicată Scale de aşchiere pentru materiale cu duritate' ridicată 1 203 Rp 9 Otel rapid economic pentru scule aşchietoare supuse la uzură puternică în ' regim termic moderat Oţel rapid economic pentru scule aşchietoare cu regimuri de aşchiere uş«ar«in materiale cu duritate mică Oţel rapid economic pentru scule aşchietoare ' STAS 7382-88 STAS 738Î/86. STAS 7382-86 Rp 10-1 (W1.3348) 204 Rp 10 Oţel rapid pentru scule folosite In industria aeronautică şi prelucrări metalurgice STR Rp 10-s (M 42) 205 Rp 11 (W 1.3344) Fabricarea de scule aşchietoare cu randament ridicat STAS 7382-86 20 6 20 7 55SiMo RUL 1 RUL 2 11. Oţeluri pentru rulmenţi Rulmenţi la sapele de foraj Fabricarea rulmenţilor şi a sculelor Fabricarea rulmenţilor speciali pentru condiţii grele de utilizare Fabricarea rulmenţilor de dimensiuni mai mari ca cer realizaţi din marca RUL 1 Fabricarea rulmenţilor speciali pentru condiţii grele de utilizare. STAS 11507-86 STAS.1456/1-86 STAS 11250-86 R U L I V STAS 1456/1-88' STAS 11250-86 RUL 2 20 8 20 9 RUL 3 V R 41 DNO Fabricarea rulmenţilor mari unde nu se folosesc mărcile RUL 1 şt RUL 2 Oţeluri eu proprietăţi electrice. sau magnetice Piese pentru maşini şi aparate electrice Circuite magnetice pentru aparate şi muşini electrice STAS 11250-86 STAS 8429 86 STAS 11508 86 : (M 43, M 45,. M 47 Ф) 21 0 21 1 El TGO Circuite magnetice pentru aparate şi maşini electrice Circuite magnetice Ia aparate şi transformatoare electrice, STR STAS 11526-86 20

Réz-alumínium ötvözetek Tabelul 1 Compoziþia chimicã Marca aliajului Elemente de aliere, % Impuritãþi, % max. Al Fe Ni Mn Cu Pb Sn Zn Mn Fe Ni Si Total CuAl9T 8,5-10,0 - - - Rest 0,3 0,3 0,5 0,5 1,0 0,5 0,2 0,6 excl. Mn, Fe, Ni CuAl9Fe3T 8,5-10,5 2,0-4,0 - - Rest 0,3 0,5 0,3 0,4-0,1 0,1 0,8 excl. Sn CuAl10Fe3T 9,0-11,0 2,0-4,0 - - Rest 0,2 0,3 0,5 1,0-2,5 0,2 0,5 excl. Mn, Ni CuAl9Fe5Ni5T 8,5-10,7 4-6 4-6,5 max. 1,5 Rest 0,3 0,3 0,3 - - - 0,1 0,5 CuAl9Mn2T 8,0-10,0 - - 1,5-2,5 Rest 0,3 0,3 1,5-1,4 1,4 0,2 2,4 excl. Ni CuAl9Fe2T 9,0-10,5 2-3 - - Rest 0,2 0,3 0,5 - - - 0,2 0,5 Utilizãri Utilizãrile principale ale aliajelor cupru - aluminiu sunt prezentate în tabelul 2. Tabelul 2 Marca aliajului CuAl9T CuAl9Fe3T CuAl10Fe3T CuAl9Fe5Ni5T CuAl9Mn2T CuAl9Fe2T Utilizãri principale Piese turnate pentru industria chimicã ºi alimentarã, armãturi Utilaje chimice, pompe de apã pentru mine, rotori de pompe centrifuge, cuzineþi, angrenaje elicoidale. Angrenaje elicoidale, piese pentru industria chimicã, rotori de pompã. Piese cu rezistenþã mecanicã ºi la coroziune ridicatã în apã de mare, rezistente la cavitaþie ºi la solicitãri alternative de lungã duratã. Armãturi care lucreazã în mediu de vapori fierinþi, corpuri distribuitoare în aparatura pentru petrochimie, elice de vapor, carcase de pompe. Piese rezistente la coroziune, armãturi pentru ape agresive, elice, flanºe, pentru industria navalã, piese destinate maºinilor din industria alimentarã. Furci la cutia de viteze auto. Livrare, marcare, documente Fiecare bloc va fi marcat din turnare cu denumirea institutului "I.M.N.R." Dupã verificarea calitãþii se vor aplica prin vopsire sau poansonare numãrul lotului ºi marca aliajului, pe fiecare bloc din lot. Blocurile se livreazã neambalate. Fiecare lot de livrare va fi însoþit de documentul de certificare a calitãþii întocmit conform dispoziþiilor legale în vigoare. 21

Corespondenþe cu standarde internaþionale Japan U.K. International Std. JIS B.S. ISO H 2206-69 Aluminium bronze ignots for castings. AlB4 In 1 to 3 1400-73 Copper alloy ignots and copper alloys castings. AB1, AB2. 1338-77 Cast copper alloys. CuAl9, CuAl10Fe3 17 22

A gépgyártásban használatos hengerelt acéllemezek méretei TABLA GROASA LBC Grosimi 1,50 mm-12 mm Latimi de 1.000 mm ; 1250 mm ; 1500 mm Lungimi de 6.000 mm Grosimi 6mm-40mm Latimi de 1.000 mm ; 1250 mm ; 1500 mm ; 1.800 mm ; 2.000 mm ; 2.200 mm ; 2.400 mm ; 2.600 mm Lungimi de 5.000 mm Materiale OL32 ; OL37 ; OL44 ; OL50 ; OL52 ; OL60 conf. STAS 500-80 Tratamente termice : N ( necalmat ) ; K ( calmat ) ; Pentru comenzi speciale, tablele se pot livra cu certificate de registru : RNR ; LRS ; BV ; ABS ; GL ; DNV ( grad A ; B ; D ; E ; A32 ; D32 ; E32 ; A36 ; D36 ; E36 ) TABLA GROASA LTG Grosimi 6 mm-100 mm Latimi de 1.000 mm ; 1250 mm ; 1500 mm ; 1.800 mm ; 2.200 mm ; 2..400 mm ; 2.600 mm ; 2.800 mm ; 3.000 mm ; 3.600mm ; 4.000 mm Lungimi de 6.000 mm 13.000 mm Materiale OL32 ; OL37 ; OL44 ; OL50 ; OL52 ; OL60 conf. STAS 500-80 Tratamente termice : N ( necalmat ) ; K ( calmat ) ; Pentru comenzi speciale, tablele se pot livra cu certificate de registru : RNR ; LRS ; BV ; ABS ; GL ; DNV ( grad A ; B ; D ; E ; A32 ; D32 ; E32 ; A36 ; D36 ; E36 ) TABLA LAMINATA LA RECE LBR STAS 9624-89 Grosimi 0,30 ; 0,40 ; 0,50 ; 0,60 ; 0,80 ; 1,00 ; 1,25 ; 1,50 ; 1,75 ; 2,00 ; 2,25 ; 2,50 ; 3,00 ; 3,50 mm Latimi de 800 mm ; 1.000 mm ; 1250 mm ; 1500 mm Lungimi cuprinse intre 2.000 3.000 mm Materiale OL32 ; OL37 ; OL44 ; OL52 STAS 500-80 Tratamente termice : N ( necalmat B1N ; B2N ; A1N ; A2N ; A3N ; A4) K ( calmat B1K ; B2K ; A1K ; A2K ; A3K ; A5 ) TABLA ZINCATA STAS 10896-90 Grosimi 0,40 ; 0,50 ; 0,60 ; 0,80 ; 1,00 ; 1,25 ; 1,50 ; 1,75 ; 2,00 ; 2,25 ; 2,50 Latimi de 2.0000mm ; 1.000 mm ; 1250 mm ; 1500 mm Lungimi cuprinse intre 2.000 mm Cantitate de zinc / mp : 200 ; 225 ; 250 ; 300 ; 325 ; 350 ; 400 ; 450 TABLA STRIATA INDUSTRIALA Material : OL37-2k 3 x 1000 x 2000 4 x 1000 x 2000 5 x 1000 x 2000 6 x 1000 x 2000 23

TABLA NEAGRA CUTATA Material : A2N 0,60 x 630 x 2000 0,60 x 750 x 2000 0,75 x 630 x 2000 0,75 x 750 x 2000 1,00 x 630 x 2000 1,00 x 750 x 2000 1,50 x 630 x 2000 1,50 x 750 x 2000 TABLA ZINCATA CUTATA Material : A2N 0,60 x 630 x 2000 0,60 x 750 x 2000 0,75 x 630 x 2000 0,75 x 750 x 2000 1,00 x 630 x 2000 1,00 x 750 x 2000 1,50 x 630 x 2000 1,50 x 750 x 2000 24